电解池.docx

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电解池

一.电解原理：

1、电解池的定义：

2．离子的放电顺序：

（阴、阳离子失去或得到电子的能力）

阳离子：

具有（）性，按（）能力顺序排列

阴离子：

具有（）性，按（）能力顺序排列

考点1：

电解产物的判断

（1）阳极产物的判断

首先看电极，若是（）电极（一般是除Au、Pt外的金属），则（）失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极（如石墨、铂、金等），则根据放电顺序加以判断。

阴离子放电顺序：

S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-（等含氧酸根离子）>F-

（2）阴极产物的判断

直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。

阳离子放电顺序：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

【提示】）根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：

①阳离子放电顺序表中前一个c（H＋）与其他离子的浓度相近，后一个c（H＋）很小，来自水的电离

②Fe3＋得电子能力大于Cu2＋，但第一阶段只能被还原到Fe2＋；

③Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋一定条件（即电镀）时也能在水溶液中放电；Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下放电。

练习：

用惰性电极电解下列物质，写出其电极反应式及总反应式：

（1）饱和的CuCl2溶液：

阴极：

；

阳极：

；

总反应式：

。

（2）Na2SO4溶液：

阴极：

；

阳极：

；

总反应式：

。

（3）NaOH溶液：

阴极：

；

阳极：

；

总反应式：

。

（4）AgNO3溶液：

阴极：

；

阳极：

；

总反应式：

（5）CuSO4溶液：

阴极：

阳极：

；

总反应式：

。

（6）熔融的KCl：

阴极：

；

阳极：

；

总反应式：

考点2：

用惰性电极电解电解质溶液的规律:

（用惰性电极电解）：

电解质溶液

阳极反应式

阴极反应式

总反应方程式

（条件：

电解）

溶液酸碱性变化

浓度恢复

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑

Cu2++2e-=Cu

CuCl2=Cu+Cl2↑

——

HCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2HCl=H2↑+Cl2↑

Na2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

H2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

NaOH

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

NaCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

CuSO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

Cu2++2e-=Cu

2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

注意：

电解液的PH变化:

根据电解产物判断。

口诀：

“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。

（“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度）

使电解后的溶液恢复原状的方法：

先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。

如：

①NaCl溶液：

通HCl气体（不能加盐酸）；②AgNO3溶液：

加Ag2O固体（不能加AgOH）；③CuCl2溶液：

加CuCl2固体；④KNO3溶液：

加H2O；⑤CuSO4溶液：

CuO（不能加Cu2O、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3）等。

练习：

1、用石墨做电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2＋）为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来的状态（　　）

A．CuSO4B．CuOC．Cu（OH）2D．CuSO4·5H2O

例题6、某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3：

1。

用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为几个阶段。

下列叙述不正确的是

A阴极自始自终只析出H2B阳极先析出C12，后析出O2

C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7

2、pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是（）

ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO4

3、从H+、Na+、Cu2+、Cl－、SO42—中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解，将电解质的化学式填空：

（使用惰性电极，有几种写几种）

（1）电解过程中，电解质质量减少，但水量不变________________

（2）电解过程中电解质含量不变，水量减少_____________________；

（3）电解过程中溶液的pH值增大_______________________；

（4）电解过程中，电解质和水量都减少，

14.

（1）HClCuCl2

（2）H2SO4NaHSO4Na2SO4（3）NaClCuSO4

4、用下图装置进行电解实验，A、B、C、D均为铂电极，工作一段时间后，甲槽的pH上升，乙槽的pH下降，而且B、C两极放电离子的物质的量相等。

可供选择的电解质溶液如下表所示：

组号

甲槽

乙槽

①

NaOH

CuSO4

②

AgNO3

CuCl2

③

Na2SO4

AgNO3

④

NaCl

AgNO3

⑴应选择的电解质溶液是                。

⑵在电解过程中各电极反应式是：

A极       ，B极       ；  

C极     ；  D极       。

⑶当A极析出0.20g电解产物时，C极上析出     ，D极上析出    ，

B极上析出        。

14、

（1）甲槽的电解液是NaCl溶液，乙槽的电解液是AgNO3溶液。

（2）A极：

4H++4e–==2H2↑    B极：

4Cl––4e–==2Cl2↑

C极：

4Ag++4e–==4Ag↓   D极：

4OH––4e–==2H2O+O2↑

（3）当A极析出0.20gH2时，C极析出Ag21.6g，D极析出1.6gO2，B极析出Cl27.1g。

四、电解原理的应用

1、电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气

观察到的现象为：

阳极，

阴极：

；

电极反应式：

阳极：

；阴极：

；总反应式：

。

2．金属的防护

3、电镀:

电镀是指。

电镀的目的是。

电镀时，阴极为；阳极为；电镀液为。

考点3：

电镀铜、精炼铜比较：

电镀铜

精炼铜

形成条件

镀层金属作极，镀件作极，电镀液必须含有镀层金属的离子

粗铜金属作极，精铜作极，溶液作电解液

电极反应

阳极

阴极

阳极：

Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等

阴极：

Cu2++2e-=Cu

溶液变化

电镀液的浓度

溶液中溶质浓度

4、电解冶炼铝

⑴原料：

（A）、冰晶石：

（B）、氧化铝：

铝土矿

NaAlO2

Al（OH）3

Al2O3

⑵原理

阳极2O2－－4e-=O2↑

阴极Al3＋+3e-=Al

总反应：

4Al3++6O2ˉ

4Al+3O2↑

练习：

1、金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，（已知：

氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）下列叙述正确的是（）

A阳极发生还原反应，其电极反应式：

Ni2++2e—==Ni

B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

2、a、b、c、d四种金属，已知a、b都只有一种正价且相等，用惰电极电解含a、b阳离子的混合液时，首先的出的是b。

将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈。

将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。

把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是

A.d、c、a、bB.d、a、b、cC.d、b、a、cD.b、a、d、c

3、以KCL和ZnCL2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是

A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用

4、如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（）

A．④＞②＞①＞③　　B．②＞①＞③＞④C．④＞②＞③＞①　　D．③＞②＞④＞①

5、粗铜中常含有锌、镍、银、金等杂质，工业上常用电解的方法精练粗铜。

⑴电解时作阳极，电极反应式为，做阴极，电极反应式为。

⑵电解前CuSO4溶液的浓度为1mol/L，电解时如有0.5mol电子发生转移，则此时电解液中CuSO4的浓度为，阴极得到的纯铜的质量为。

阳极泥的主要成分是，溶液中还有哪些离子。

⑴粗铜Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+；纯铜Cu2+-2e-=Cu

⑵约为1mol/L8g金和银Cu2+、SO42-、Ni2+、Zn2+、H+、OH-

考点4：

六、有关电解原理的计算：

实质为氧化还原反应，用得失电子数相等。

注意应用电极反应方程式及总反应方程式。

溶液中存在多种离子时，正确判断离子放电顺序。

同一串联电路中的电子转移数目一定相等。

例1：

以石墨作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是3.01×1023，则此时在阴极析出铜的质量多少。

例2、500mLKNO3和Cu（N03）2的混合溶液中c（NO3－）＝6.0mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22．4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）

A．原混合溶液中c（K＋）为4mol·L－1　B．上述电解过程中共转移4mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.5molD．电解后溶液中c（H＋）为2mol·L－1

练习1、用质量均为100g的Cu作电极，电解AgNO3溶液。

稍电解一段时间后，两电极的质量相差28g，求此时两电极的质量

2、如右图所示，A池用石墨电极电解氢氧化钠溶液，B池精炼粗铜。

一段时间后停止通电，A池D极产生的气体在标准状况下为2.24L，则B池中E极质量的变化是

A质量增加6.4gB质量增加12.8g

C质量减少6.4gD质量减少12.8g

例题2：

16g例题3、54mg例题4、阳极93.6g，阴极121.6g

3、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，只在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。

回答：

⑴直流电源中，M为极。

⑵Pt电极上生成的物质是，其质量为g。

⑶电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：

2∶∶∶。

⑷AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。

下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。

10、⑴正⑵Ag2.16⑶2：

0.5：

1⑷减小减小增大减小⑸45.18

考点五：

可充电电池判断方法：

正（电解池）接正（原电池），负（电解池）接负（原电池）。

例．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：

Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO

2PbSO4＋2H2O回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：

（1）放电时，正极的电极反应式是________________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加____g

（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按上图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成__________，此时铅蓄电池的正负极的极性将_______________。

例2、高铁电池是一种新型可充电电池，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。

下列叙述不正确的是

A放电时负极反应为：

Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2

B充电时阳极反应为：

Fe（OH）3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O

C放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化

D充电时锌接外电源的负极

课后练习：

1、（2008·全国Ⅱ理综）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

2、欲完成2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的是

3.用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是：

（　　）

A.CuCl2（CuO）；B.NaOH（NaOH）；C.NaCl（HCl）；D.CuSO4[Cu（OH）2]

用惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解，当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液电解前后体积变化可以忽略），电极上应析出银的质量是多少？

5、用铂电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，当电路中通过4mol电子时，阴极和阳极上都产生1.4mol气体，电解后溶液体积为4L。

求此时电解液的pH.（13）

一.电解原理：

1、电解池的定义：

2．离子的放电顺序：

（阴、阳离子失去或得到电子的能力）

阳离子：

具有（）性，按离子（）能力顺序排列

阴离子：

具有（）性，按离子（）能力顺序排列

考点1：

电解产物的判断

（1）阳极产物的判断

首先看电极，若是（）电极（一般是除Au、Pt外的金属），则（）失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极（如石墨、铂、金等），则根据（）放电顺序加以判断。

阴离子放电顺序：

S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-（等含氧酸根离子）>F-

（2）阴极产物的判断

直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。

阳离子放电顺序：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

【提示】）根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：

①阳离子放电顺序表中前一个c（H＋）与其他离子的浓度相近，后一个c（H＋）很小，来自水的电离

②Fe3＋得电子能力大于Cu2＋，但第一阶段只能被还原到Fe2＋；

③Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋一定条件（即电镀）时也能在水溶液中放电；Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下放电。

练习：

用惰性电极电解下列物质，写出其电极反应式及总反应式：

（1）饱和的CuCl2溶液：

阴极：

；阳极：

；总反应式：

。

（2）Na2SO4溶液：

阴极：

；阳极：

；总反应式：

。

（3）NaOH溶液：

阴极：

；阳极：

；总反应式：

。

（4）AgNO3溶液：

阴极：

；阳极：

；总反应式：

（5）CuSO4溶液：

阴极：

阳极：

；总反应式：

。

（6）熔融的KCl：

阴极：

；阳极：

；总反应式：

考点2：

用惰性电极电解电解质溶液的规律:

（用惰性电极电解）：

电解质溶液

阳极反应式

阴极反应式

总反应方程式

（条件：

电解）

溶液酸碱性变化

浓度恢复

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑

Cu2++2e-=Cu

CuCl2

Cu+Cl2↑

——

HCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2HC

lH2↑+Cl2↑

Na2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O

2H2↑+O2↑

H2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O2

H2↑+O2↑

NaOH

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O

2H2↑+O2↑

NaCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2NaCl+2H2O

H2↑+Cl2↑+2NaOH

CuSO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

Cu2++2e-=Cu

2CuSO4+2H2O

2Cu+O2↑+2H2SO4

注意：

电解液的PH变化:

根据电解产物判断。

口诀：

“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。

（“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度）

使电解后的溶液恢复原状的方法：

先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。

如：

①NaCl溶液：

通HCl气体（不能加盐酸）；②AgNO3溶液：

加Ag2O固体（不能加AgOH）；③CuCl2溶液：

加CuCl2固体；④KNO3溶液：

加H2O；⑤CuSO4溶液：

CuO（不能加Cu2O、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3）等。

练习：

1、用石墨做电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2＋）为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来的状态（　　）

A．CuSO4B．CuOC．Cu（OH）2D．CuSO4·5H2O

例题6、某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3：

1。

用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为几个阶段。

下列叙述不正确的是

A阴极自始自终只析出H2B阳极先析出C12，后析出O2

C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7

2、pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是

ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO4

3、从H+、Na+、Cu2+、Cl－、SO42—中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解，将电解质的化学式填空：

（使用惰性电极，有几种写几种）

（1）电解过程中，电解质质量减少，但水量不变________________

（2）电解过程中电解质含量不变，水量减少_____________________；

（3）电解过程中溶液的pH值增大_______________________；

（4）电解过程中，电解质和水量都减少，

4、用下图装置进行电解实验，A、B、C、D均为铂电极，工作一段时间后，甲槽的pH上升，乙槽的pH下降，而且B、C两极放电离子的物质的量相等。

可供选择的电解质溶液如下表所示：

组号

甲槽

乙槽

①

NaOH

CuSO4

②

AgNO3

CuCl2

③

Na2SO4

AgNO3

④

NaCl

AgNO3

⑴应选择的电解质溶液是                。

⑵在电解过程中各电极反应式是：

A极        ，B极       ；  

C极     ；  D极       。

⑶当A极析出0.20g电解产物时，C极上析出     ，D极上析出    ，B极上析出        。

四、电解原理的应用

1、电解饱和食盐水（加酚酞）制取烧碱、氢气和氯气，观察到的现象为：

阳极，阴极：

；

电极反应式：

阳极：

；阴极：

；总反应式：

。

2．金属的防护

3、电镀:

电镀是指。

电镀的目的是。

电镀时，阴极为；阳极为；电镀液为。

考点3：

电镀铜、精炼铜比较：

电镀铜

精炼铜

形成条件

镀层金属作极，镀件作极，电镀液必须含有镀层金属的离子

粗铜金属作极，精铜作极，溶液作电解液

电极反应

阳极

阴极

阳极：

Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等

阴极：

Cu2++2e-=Cu

溶液变化

电镀液的浓度

溶液中溶质浓度

4、电解冶炼铝⑴原料：

（A）、冰晶石：

（B）、氧化铝：

铝土矿

NaAlO2

Al（OH）3

Al2O3

⑵原理

阳极2O2－－4e-=O2↑

阴极Al3＋+3e-=Al总反应：

4Al3++6O2ˉ

4Al+3O2↑

练习：

1、金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，（已知：

氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）下列叙述正确的是（）

A阳极发生还原反应，其电极反应式：

Ni2++2e—==Ni

B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

2、a、b、c、d四种金属，已知a、b都只有一种正价且相等，用惰电极电解含a、b阳离子的混合液时，首先的出的是b。

将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈。

将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。

把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是

A.d、c、a、bB.d、a、b、cC.d、b、a、cD.b、a、d、c

3．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是（）

A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有Zn2+B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有Zn2+

C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有Fe2+D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子

4、如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（）

A．④＞②＞①＞③　　

B．②＞①＞③＞④

C．④＞②＞③＞①　　

D．③＞②＞④＞①

5、粗铜中常含有锌、镍、银、金等杂质，工业上常用电解的方法精炼粗铜。

⑴电解时作阳极，电极反应式为，做阴极，电极反应式为。

⑵电解时如有0.5mol电子发生转移，则此时电解液中CuSO4的浓度为，阴极得到的纯铜的质量为。

阳极泥的主要成分是，溶液中还有哪些阳离子。

考点4：

六、有关电解原理的计算：

实质为氧化还原反应，用得失电子数相等计算。

注意应用电极反应方程式及总反应方程式。

溶液中存在多种离子时，正确判断离子放电顺序。

同一串联电路中的电子转移数目一定相等。

例1：

以